智能機場需要很有「一套」頂層設計

伴隨今年年初民航局關於《推進四型機場建設行動綱要(2020-2035年)》的頒布，多地再次掀起了四型機場建設「熱」。

要知道，在過去，依靠基礎設施建設的投入，民航業在產業發展速度與規模上均獲一定突破，然而，民航發展需求增量、機場運行安全、旅客出行需求、環境生態保護等問題，依然沒有得到有效改善。因此，機場行業亟需從過去注重數量、總量、增量的量優式發展，轉向注重質量、效率、效益的質優式發展。

在這樣的時代背景下，「四型機場」應運而生，並強調以智慧手段發展其他三大要素。其中，「平安」作為基本要素，是實現「綠色」「智慧」與「人文」的基礎動力，並要以智慧為引領，完成整體規劃與部署。

供配電系統作為機場能源體系的承載，是機場不間斷運行的核心保障。供配電系統連接機場海量供配電設備、能源與電力系統、區域能源管理，如何安全高效地完成其「連接」的基本功能，保障能源的穩定傳輸不停擺，並配合數位化手段，構建可監測、可預測，可信賴的供配電體系，實現不同區域能源使用更為高效地分散控制和統一管理，則尤為重要。因此，機場要在頂層設計階段，就深度思考解決上述問題的方式，為數位化預留施展空間，為建設期實施可執行、可落地的智慧方案打好基礎。

機場設計應從三方面入手護航安全

數位化從來不是目的，而是手段。對於智慧機場設計者來說，確保基本用電負荷和不間斷供電，仍是重中之重。原上海民航新時代機場設計研究院電氣專家柴潔瓊表示，民航運輸機場屬一級用電負荷場所，尤其需要兩路獨立、可靠的電源供電。比如，跑道兩端的導航臺，用電負荷屬於一級負荷，兩路電源一主一備，通過ATS開關自動切換。而保證旅客安全樞紐的航管樓，根據其特殊用途和性質，也屬於一級用電負荷。

同時，對於特別重要的負荷，還必須設置柴油發電機組作為應急備用電源，全方位確保機場的不間斷運營。作為最主要的目視助航設施之一，助航燈光系統的運行可直接影響到飛行的安全，因此其用電負荷性質屬於一級負荷中的特別重要負荷。而航管樓內的導航設備、消防設備、應急照明等負荷也屬於一級負荷中的特別重要負荷，除兩路電源外，還設置應急電源，為保證導航設備的用電可靠性，採用柴油發電機組和不間斷電源UPS相結合的方式。由此可見，面對不同應用場景的用電需求，如何規劃可靠的主電源、備用電源接入，按不同場景實現對不同線路的負荷分析，是機場設計者需要思考的核心問題之一。

此外，設計者還應考慮變電站這一重要設施的用電需求。一方面，根據不同規模和用電負荷量，機場應設置專用的、不同負荷等級的中心變電站。對於超大型的樞紐機場，甚至還需分區域設置多個中心變電站、開閉所等，以滿足其用電需求。另一方面，由於目前電力系統中的諧波源，類型多且分布廣，用戶電網中的諧波電流可能主要來自本身的非線性設備，也可能來自外部線路。因此，通過合理設計和選擇濾波器，並正確地安裝和使用濾波器，設置電能質量優化裝置，是抑制諧波幹擾的重要環節。

對此，柴潔瓊指出，為了保證全場供電運行管理的安全、可靠，機場設計者可在中心變電站內規劃設置電力監控和能耗監測系統，通過智能儀表、計算機網絡系統等技術，對中心變電站內供配電設備和迴路進行統一監控、集中管理，及時或提前排查問題，防患於未然。

作為全球能效管理與自動化領域數位化轉型的專家，施耐德電氣認為，解決上述需求可從三方面入手：設計可靠的供配電設備與系統、部署數位化手段監測供配電體系變化、依託豐富的項目與數位化經驗。依託在機場行業的豐富經驗，施耐德電氣基於EcoStruxure架構與平臺，為機場系統部署高端斷路器、中低壓配電設備、UPS及備用電源，電能質量綜合管理及覆蓋強弱電一體的智慧管理平臺，在為機場提供具有高度穩定和可靠性的供配電設備的同時，確保關鍵配電、電場所，如中心變電站的正常負荷需求。

通過施耐德電氣PME/PSO電能管理軟體與EBO樓宇運營軟體的數據集成，機場配電系統中所有的智能化末端產品、用電設備等能夠無縫連接，獲得全局監控，並對末端產品產生的海量數據進行匯總和提煉，最終通過Web界面呈現簡單易懂且更有意義的高價值信息，幫助客戶實現包括電能質量監測分析、配電資產及能耗監測的分析與管理，全天候確保供配電系統運行的安全、可靠和高效，從而最大限度地提高電源可用性，提質增效。

機場設計同樣強調統一監管

的確，可靠的供配電設備與系統、數位化手段監測供配電體系變化，以及豐富的項目與數位化經驗切實可為機場「安全第一」不動搖，安全隱患「零容忍」護航，確保運營的不間斷供電。

而智慧機場建設，還應考慮如何利用數位化手段，解決傳統方式無法撬動的區域間協同問題與機場能源整體管理。眾所周知，機場擁有多個不同應用場景，對安全、能效管理方面的要求也不盡相同。這一點，在航站樓中體現的尤為明顯。

航站樓既是機場的重要組成部分，又是一個具有綜合性功能的樓宇。航站樓中既需要同一般建築一樣，對水、暖、電氣等設備進行控制，又需兼顧旅客活動、貨運輸情況、安檢系統、停機坪照明等部分，並進行不同程度的監控。因此，如何安全、高效實現對一個龐大體系、不同區域、不同應用情況實施行之有效地分散控制與統一管理，也是機場設計者面前的「命題作文」。柴潔瓊強調，從供配電設計的角度而言，打造一座智慧機場，要以整體規劃思維為核心，並要利用好數位化「巧思」，應對機場部署的智能化用電設備可能產生的隱患。

依託EcoStruxure架構與平臺，施耐德電氣在打造機場智慧管理平臺的基礎上，充分利用包括EcoStruxure Power Advisor電力顧問、施耐德千裡眼資產顧問EcoStruxure Asset Advisor、雲能效樓宇顧問EcoStruxure Building Advisor等數位化應用，全面釋放與解析數據價值，以「無形之手」進一步優化不同區域近場人員，提供更高效便捷的運維體驗。

其中，施耐德千裡眼資產顧問EcoStruxure Asset Advisor基於雲架構及大數據分析能力，充分發掘數據價值，從診斷項目部署到服務關係對接，從專業縝密的推送方案到細緻完整的設備設施健康報告，全面提升機場運維人員在提升供電連續性、解決分散設備集中管理、運維難度大等方面的能力。

眾所周知，打造智慧機場的頭炮，即頂層設計。機場設計者要從底層的供配電系統出發，根據機場定位及發展階段特徵，科學分析，精準預測，使規劃設計方案科學、合理、可行，才能打造出真正一流的設計作品，護航機場建設與運營的安全、可靠與高效。